Ультрадыбыстык толкундарды изилдөө мындан жүз жыл мурун башталганына карабастан, акыркы жарым кылымда гана алар адам ишмердүүлүгүнүн түрдүү тармактарында кеңири колдонула баштады. Бул акустиканын кванттык жана сызыктуу эмес бөлүмдөрүнүн, ошондой эле кванттык электрониканын жана катуу дене физикасынын активдүү өнүгүшүнө байланыштуу. Бүгүнкү күндө УЗИ – бул акустикалык толкундардын жогорку жыштыктуу аймагынын гана белгиси эмес, өнөр жай, маалымат жана өлчөө технологиялары, ошондой эле диагностикалык, хирургиялык жана терапиялык методдор менен байланышкан заманбап физика жана биологиянын бүтүндөй илимий багыты. заманбап медицина.
Бул эмне?
Бардык үн толкундарын адамдарга уга тургандарга бөлүүгө болот - булар 16дан 18 миң Гцге чейинки жыштыктар, ал эми адамдын кабылдоо диапазонунан тышкары болгондор - инфракызыл жана УЗИ. Infrasound үнгө окшош толкундар деп түшүнүлөт, бирок жыштыгы адам кулагы кабылдагандан төмөн. Инфраүндик аймактын жогорку чеги 16 Гц, ал эми төмөнкү чеги 0,001 Гц.
УЗИ- булар да үн толкундары, бирок алардын жыштыгы гана адамдын угуу аппараты кабылдай алгандан жогору. Эреже катары, алар 20дан 106 кГцге чейинки жыштыктарды билдирет. Алардын жогорку чеги бул толкундар тараган чөйрөгө көз каранды. Ошентип, газ чөйрөсүндө чек 106 кГц, ал эми катуу жана суюктуктарда 1010 кГц жетет. Жамгырдын, шамалдын же шаркыратманын ызы-чуусунан, чагылгандын разрядында жана деңиз толкуну менен тоголонгон шагыл таштардын шуулдаганында ультра үндүк компоненттер бар. Киттер менен дельфиндер, жарганаттар жана түнкү курт-кумурскалар мейкиндикте ориентацияланган ультраүн толкундарын кабылдоо жана талдоо жөндөмүнүн аркасында.
Бир аз тарых
УЗИ (АКШ) боюнча биринчи изилдөөлөр 19-кылымдын башында француз окумуштуусу Ф. Саварт тарабынан жүргүзүлүп, адамдын угуу аппаратынын угуу жыштыгынын жогорку жыштык чегин аныктоого умтулган. Келечекте ультраүн толкундарын изилдөө менен германиялык В. Вин, англиялык Ф. Гальтон, орус П. Лебедев сыяктуу белгилүү окумуштуулар жана студенттердин тобу алектенишкен.
1916-жылы француз физиги П. Лангевин орус эмигрант-окумуштуу Константин Шиловский менен бирдикте кварцты деңиз өлчөөлөрү үчүн ультра үндү кабыл алуу жана чыгаруу жана суу астындагы объектилерди аныктоо үчүн колдоно алган, бул изилдөөчүлөргө биринчи жолу түзүүгө мүмкүндүк берген. УЗИ өткөргүчү жана кабыл алгычтан турган сонар.
1925-жылы америкалык У. Пирс бүгүн Пирс интерферометри деп аталган, ылдамдыкты жана абсорбцияны чоң тактык менен өлчөгөн аппаратты жараткан.суюк жана газ чөйрөлөрүндө УЗИ. 1928-жылы советтик окумуштуу С. Соколов ультра үн толкундарын биринчи болуп катуу заттардын, анын ичинде металлдык кемчиликтерди аныктоо үчүн колдонгон.
Согуштан кийинки 50-60-жылдары Л. Д. Розенберг башында турган советтик окумуштуулар тобунун теориялык иштеп чыгууларынын негизинде УЗИ ар кандай өнөр жай жана технологиялык тармактарда кеңири колдонула баштаган. Ошол эле учурда британиялык жана америкалык окумуштуулардын эмгегинин, ошондой эле Р. В. Хохлова, В. А. Красильников жана башка көптөгөн советтик изилдөөчүлөрдүн изилдөөлөрүнүн аркасында сызыктуу эмес акустика сыяктуу илимий дисциплина тез өнүгүп жатат.
Ошол эле мезгилде УЗИди медицинада колдонууга биринчи америкалык аракеттер жасалган.
Советтик окумуштуу Соколов өткөн кылымдын кыркынчы жылдарынын аягында тунук эмес объектилерди көрүү үчүн арналган прибордун – «ультраүн» микроскоптун теориялык мүнөздөмөсүн иштеп чыккан. Бул иштердин негизинде 70-жылдардын ортосунда Стэнфорд университетинин адистери сканерлөөчү акустикалык микроскоптун прототибин түзүшкөн.
Функциялар
Жалпы мүнөзгө ээ болгон, угулуучу диапазондун толкундары, ошондой эле ультраүн толкундары физикалык мыйзамдарга баш ийет. Бирок УЗИ илимдин, медицинанын жана техниканын ар кандай тармактарында кеңири колдонулушуна мүмкүндүк берген бир катар өзгөчөлүктөргө ээ:
1. Чакан толкун узундугу. Эң төмөнкү ультра үн диапазону үчүн ал бир нече сантиметрден ашпайт, бул сигналдын таралышынын нур мүнөзүн шарттайт. Ошол эле учурда толкунсызыктуу нурлар менен багытталган жана таралган.
2. Маанилүү эмес термелүү мезгили, анын натыйжасында УЗИ импульстарда чыгышы мүмкүн.
3. Ар кандай чөйрөлөрдө толкун узундугу 10 ммден ашпаган ультра үн титирөөлөр жарык нурларына окшош касиеттерге ээ, бул термелүүлөрдү фокустоого, багытталган нурланууну түзүүгө, б.а. энергияны туура багытта гана жөнөтпөстөн, ошондой эле аны концентрациялоого мүмкүндүк берет. талап кылынган көлөм.
4. Кичинекей амплитудасы менен термелүү энергиясынын жогорку маанилерин алууга болот, бул чоң жабдыктарды колдонбостон жогорку энергиялуу ультраүн талааларды жана нурларды түзүүгө мүмкүндүк берет.
5. УЗИдин айлана-чөйрөгө тийгизген таасири астында көптөгөн спецификалык физикалык, биологиялык, химиялык жана медициналык эффекттер бар, мисалы:
- дисперсия;
- кавитация;
- газсыздандыруу;
- жергиликтүү жылытуу;
- дезинфекция жана башкалар. башкалар
Көрүүлөр
Бардык УЗИ жыштыктары үч түргө бөлүнөт:
- ULF - төмөн, диапазону 20дан 100 кГцге чейин;
- MF - орто диапазон - 0,1ден 10 МГцке чейин;
- UZVCh - жогорку жыштык - 10дон 1000 МГцке чейин.
Бүгүнкү күндө УЗИнин практикалык колдонулушу биринчи кезекте ар кандай материалдардын жана буюмдардын ички түзүлүшүн өлчөө, көзөмөлдөө жана изилдөө үчүн аз интенсивдүүлүктөгү толкундарды колдонуу болуп саналат. Жогорку жыштык ар кандай заттарга активдүү таасир берүү үчүн колдонулат, бул алардын касиеттерин өзгөртүүгө мүмкүндүк беретжана структурасы. Көптөгөн ооруларды УЗИ аркылуу диагностикалоо жана дарылоо (ар кандай жыштыктарды колдонуу) заманбап медицинанын өзүнчө жана жигердүү өнүгүп жаткан чөйрөсү.
Бул кайда колдонулат?
Акыркы он жылдыктарда УЗИге илимий теоретиктер гана эмес, аны адам ишмердүүлүгүнүн ар кандай түрлөрүнө барган сайын көбүрөөк киргизип жаткан практиктер да кызыкдар. Бүгүнкү күндө УЗИ бирдиктери колдонулат:
| Заттар жана материалдар жөнүндө маалымат алуу | Окуялар | kHz жыштыгы | ||
| ден | то | |||
| Заттардын курамын жана касиеттерин изилдөө | катуу денелер | 10 | 106 | |
| суюктуктар | 103 | 105 | ||
| газдар | 10 | 103 | ||
| Өлчөмдөрдү жана деңгээлдерди көзөмөлдөө | 10 | 103 | ||
| Сонар | 1 | 100 | ||
| Дефектоскопия | 100 | 105 | ||
| Медициналык диагностика | 103 | 105 | ||
|
Таасирлер заттар боюнча |
Биритүү жана каптоо | 10 | 100 | |
| Ширтүү | 10 | 100 | ||
| Пластикалык деформация | 10 | 100 | ||
| Машиналоо | 10 | 100 | ||
| Эмульсия | 10 | 104 | ||
| Кристалдашуу | 10 | 100 | ||
| Спрей | 10-100 | 103-104 | ||
| Аэрозоль коагуляциясы | 1 | 100 | ||
| Дисперсия | 10 | 100 | ||
| Тазалоо | 10 | 100 | ||
| Химиялык процесстер | 10 | 100 | ||
| Күйүүгө таасири | 1 | 100 | ||
| Хирургия | 10 – 100 | 103 – 104 | ||
| Терапия | 103 | 104 | ||
| Сигналдарды иштетүү жана башкаруу | Акустоэлектрондук өзгөрткүчтөр | 103 | 107 | |
| Чыпкалар | 10 | 105 | ||
| Кечигүү саптары | 103 | 107 | ||
| Акусто-оптикалык түзмөктөр | 100 | 105 | ||
Азыркы дүйнөдө УЗИ төмөнкүдөй тармактарда маанилүү технологиялык курал болуп саналат:
- металлургиялык;
- химиялык;
- айыл чарба;
- текстиль;
- тамак;
- фармакологиялык;
- станок жана прибор жасоо;
- нефтехимия, кайра иштетүү жана башкалар.
Мындан тышкары УЗИ медицинада барган сайын көп колдонулууда. Бул тууралуу кийинки бөлүмдө сүйлөшөбүз.
Медициналык колдонуу
Заманбап практикалык медицинада ар кандай жыштыктагы УЗИ колдонуунун үч негизги багыты бар:
1. Диагностикалык.
2. Терапиялык.
3. Хирургиялык.
Бул үч аймактын ар бирин кененирээк карап чыгалы.
Диагностика
Медициналык диагностиканын заманбап жана маалыматтык ыкмаларынын бири УЗИ болуп саналат. Анын талашсыз артыкчылыктары: адамдын ткандарына минималдуу таасири жана жогорку маалымат мазмуну.
Буга чейин айтылгандай, УЗИ бул үн толкундары,бир тектүү чөйрөдө түз сызыкта жана туруктуу ылдамдыкта таралуу. Эгерде алардын жолунда ар кандай акустикалык тыгыздыктагы аймактар болсо, анда термелүүлөрдүн бир бөлүгү чагылып, экинчи бөлүгү өзүнүн түз сызыктуу кыймылын улантуу менен сынат. Ошентип, чек ара каражаттарынын тыгыздыгынын айырмасы канчалык чоң болсо, ультра үн термелүүлөрү ошончолук көп чагылдырылат. УЗИ изилдөөнүн заманбап ыкмаларын локалдык жана тунук деп бөлүүгө болот.
Ультразвуктук жайгашуу
Мындай изилдөө процессинде ар кандай акустикалык тыгыздыктагы чөйрөлөрдүн чектеринен чагылган импульстар жазылат. Кыймылдуу сенсордун жардамы менен сиз изилденип жаткан объекттин өлчөмүн, жайгашкан жерин жана формасын орното аласыз.
Тунук
Бул ыкма адамдын денесинин ар кандай ткандары ультра үндү ар кандай сиңирүүчү фактыга негизделген. Кандайдыр бир ички органды изилдөө учурунда ага белгилүү бир интенсивдүүлүктөгү толкун багытталган, андан кийин берилген сигнал арткы тараптан атайын сенсор менен жазылат. Сканерленген объекттин сүрөтү "киргизүүдө" жана "чыгарууда" сигнал интенсивдүүлүгүнүн өзгөрүшүнүн негизинде кайра чыгарылат. Кабыл алынган маалымат компьютерде эхограмма (ийри сызык) же сонограмма - эки өлчөмдүү сүрөт түрүндө иштетилет жана өзгөртүлөт.
Доплер ыкмасы
Бул эң жигердүү өнүгүп жаткан диагностикалык ыкма, анда импульстук жана үзгүлтүксүз УЗИ колдонулат. Доплерография акушердикте, кардиологияда жана онкологияда кеңири колдонулат, анткени ал мүмкүнчүлүк береткапиллярлардагы жана майда кан тамырлардагы эң кичинекей өзгөрүүлөргө да көз салыңыз.
Диагностиканы колдонуу тармактары
Бүгүнкү күндө УЗИге түшүрүү жана өлчөө ыкмалары медициналык тармактарда кеңири колдонулат, мисалы:
- акушерлик;
- офтальмология;
- кардиология;
- жаңы төрөлгөн балдардын жана ымыркайлардын неврологиясы;
- ички органдарды текшерүү:
- бөйрөктүн УЗИ;
- боор;
- өт баштыкчасы жана каналдар;
- аялдардын репродуктивдүү системасы;
тышкы жана үстүртөн органдардын диагностикасы (калкан жана сүт бездери)
Терапияда колдонуу
УЗИнин негизги терапиялык эффектиси адамдын ткандарына кирүү, аларды жылытуу жана жылытуу, айрым аймактарга микромассаж жасоо жөндөмдүүлүгүнө байланыштуу. УЗИ оорунун чордонуна түз жана кыйыр таасир үчүн колдонулушу мүмкүн. Мындан тышкары, белгилүү бир шарттарда бул толкундар бактерициддик, сезгенүүгө каршы, ооруну басаңдатуучу жана антиспазматикалык таасирге ээ. Дарылоо максатында колдонулган УЗИ шарттуу түрдө жогорку жана төмөнкү интенсивдүү термелүүлөр болуп бөлүнөт.
Бул физиологиялык реакцияларды же анча-мынча, зыянсыз ысытууну стимулдаштыруу үчүн эң кеңири колдонулган төмөн интенсивдүү толкундар. УЗИ менен дарылоо төмөнкүдөй ооруларда оң натыйжаларды көрсөттү:
- артрит;
- артрит;
- миалгия;
- спондилит;
- невралгия;
- варикоздук жана трофикалык жаралар;
- Анкилоздуу спондилит;
- облитерациялоочу эндартерит.
Меньер оорусун, эмфиземаны, он эки эли ичегинин жана ашказан жарасын, астманы, отосклерозду дарылоо үчүн УЗИди колдонгон изилдөөлөр жүрүп жатат.
УЗИ хирургия
УЗИ толкундарын колдонуу менен заманбап хирургия эки багытка бөлүнөт:
- 106 дан 107 Гцге чейинки жыштыктагы атайын башкарылуучу жогорку интенсивдүү ультра үн толкундары менен кыртыш аймактарын тандап жок кылуу;
- 20дан 75 кГцке чейинки ультра үн термелүүлөрү бар хирургиялык аспапты колдонуу.
Тандалган УЗИ хирургиясына мисал катары бөйрөктөгү таштарды УЗИ аркылуу майдалоону айтсак болот. Мындай неинвазивдик операция процессинде тери аркылуу ташка, башкача айтканда адамдын денесинен тышкары ультра үн толкуну таасир этет.
Тилекке каршы, бул хирургиялык ыкмада бир катар чектөөлөр бар. Төмөнкү учурларда УЗИ майдалоону колдонбоңуз:
- кош бойлуу аялдар каалаган убакта;
- таштардын диаметри эки сантиметрден ашса;
- ар кандай жугуштуу оорулар үчүн;
- кандын нормалдуу уюшун бузган оорулар болгондо;
- сөөктүн катуу жабыркаганда.
Бөйрөктөгү таштарды УЗИ аркылуу алуу операциясыз жасалганына карабастанкесүү, ал абдан оорутуучу жана жалпы же жергиликтүү анестезия астында жүргүзүлөт.
Хирургиялык УЗИ аспаптар сөөктү жана жумшак ткандарды азыраак оорутуу үчүн гана эмес, кан жоготууну азайтуу үчүн да колдонулат.
Көңүлүбүздү стоматологияга буралы. УЗИ тиш таштарды азыраак оорутпай жок кылат, ал эми башка бардык врачтык манипуляцияларды көтөрүү оңой. Мындан тышкары травматологияда жана ортопедиялык практикада УЗИ сынган сөөктөрдүн бүтүндүгүн калыбына келтирүү үчүн колдонулат. Мындай операциялардын жүрүшүндө сөөк сыныктарынын ортосундагы боштук сөөк чиптеринен жана атайын суюк пластиктен турган атайын кошулма менен толтурулат, андан кийин ал УЗИге дуушар болот, анын аркасында бардык компоненттери бекем туташат. УЗИ колдонулган хирургиялык кийлигишүү болгондор ар кандай сын-пикирлерди калтырышат - оң жана терс. Бирок канааттанган бейтаптар дагы көп экенин белгилей кетүү керек!
